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科學家證明平行宇宙的幾個條件

生活 更新时间:2024-12-25 15:29:29

無論是科幻小說還是科幻電影,其中最炫酷的概念莫過于穿越時空。因為基于常理,萬事萬物都在永遠向未來發展,時間流逝的不管快與慢,都隻有一個方向。

作為科幻愛好者,很多人都夢想着能夠穿越時空,有的希望能夠穿越到過去,有的則是未來。

未來是不确定的,穿越到未來理論上是可行的。如果我們能夠駕駛着宇宙飛船以接近光速的速度飛行,或者在近距離上環繞一顆黑洞運行,通過這兩種方式延緩自己所處時空區域的時間流逝速度,理論上來說就能穿越到未來。

科學家證明平行宇宙的幾個條件(平行宇宙是否存在)1

而過去已經發生了,如果我們真的能夠穿越到同一時間線上的過去,那麼就有可能會改變現在。最著名的就是祖母悖論,如果你回到過去不小心害了年輕的祖母,你父親自然也就不會出生,那你又是怎麼來的,并穿越到過去造成了那場意外?如此一來豈不是自相矛盾!這種穿越到過去的行為讓因果律都被破壞了。

不過,平行宇宙卻可以解決這一矛盾。按照平行宇宙的理念,如果你穿越到過去不小心害了你的年輕祖母,那麼這種改變将會産生一個新的時間分支,從那個時間點分裂出一個平行宇宙。有了平行宇宙這一觀念,在穿越過程中再也不用擔心會因為改變了過去而影響到未來,因為這種改變隻會産生新的時間分支,舊的時間線并不會受影響。

科學家證明平行宇宙的幾個條件(平行宇宙是否存在)2

按照這種假設,在宇宙誕生沒多久,就會存在幾乎無數個平行宇宙。

說到平行宇宙,這一概念的誕生其實不是源于時間旅行悖論,而是源于量子力學。這要追溯到80多年前的一隻貓 ,這隻貓的主人是著名的物理學家薛定谔,因此這隻貓也被叫作“薛定谔的貓”。

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薛定谔作為量子力學中波動力學的創始人,于1935年提出了“薛定谔的貓”這個思想實驗。目的就是為了讓人感受到量子力學中哥本哈根诠釋究竟有多詭異,以此抨擊哥本哈根诠釋的不完備性。

哥本哈根學派認為量子世界本質上是不确定的,隻能用概率來描述系統屬性,而測量行為會對系統造成影響,概率集縮小到所有可能性中的其中一個值。科學家們用波函數來描述量子系統屬性,因此這種情況也被稱作波函數坍縮。

薛定谔表示,若将一隻貓關在裝有少量鐳和劇毒氰化物的密閉容器裡,鐳的衰變存在幾率,并且控制着一個電子開關。如果鐳發生衰變,就會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會死;如果鐳不衰變,貓仍然還活着。

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根據量子力學,放射性的鐳同時處于衰變和沒有衰變兩種狀态的疊加。按這個道理來講,密閉容器中的貓也應該處于死貓和活貓的疊加狀态,這就是既死又活的“薛定谔貓”。隻有當我們打開容器後,這隻貓的生死狀态才是确定的。

對于傳統物理學家來說,這是不可思議的,既生又死違反了邏輯。他們認為,在容器打開之前貓的結果就已經注定:非生即死。隻是因為沒有打開容器觀察,所以我們不确定貓的生死。

衆所周知,微觀物質具有波粒二象性,而在沒有觀測之前,粒子性和波動性處于疊加态。若按照量子力學中哥本哈根學派的觀點,在沒有打開容器之前,薛定谔貓就處于一種生死疊加狀态。而一旦有觀測行為介入,這種疊加态就會受到幹擾而表現為其中一個本征态。

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這一思想實驗巧妙地将微觀世界中的量子現象用一隻貓搬到了宏觀世界,是科學史上非常經典的思想實驗之一。其實,之所以會産生這種匪夷所思的結果,是因為量子疊加态并不适用于宏觀大型物體。

既然在容器還沒有打開之前,貓的生命狀态是未知的,存在兩種狀态,那麼或許也應該存在兩個不同的世界,在其中一個世界中貓還活着,在另一個世界中貓已經死了。基于這一想法,平行宇宙的概念由此衍生出來。

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上世紀50年代,物理學家休·埃弗萊特提出了量子力學中的多世界诠釋,并認為根本不存在什麼波函數坍縮,貓和死貓其實存在于兩個平行宇宙中。

按照這一理論,過去和未來一切可能發生的事情,要麼實際上發生了,要麼将要發生,隻不過它們都發生在了另外一些宇宙中,和我們所在的這個宇宙沒有任何關系。如果真的存在很多個平行宇宙,那麼一定有一部分平行宇宙中存在另一個我,隻是他們的人生各不相同。

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萬物有始便有終。物理學家們認為,必然存在一個原宇宙,其它平行宇宙都是在此基礎上不斷分化出來的。這些平行宇宙之間共存,新分化出來的平行宇宙和原來的平行宇宙之間也不會有任何聯系,它們互相獨立存在。

對于那隻貓的思考,誕生了物理學界中或許最大膽的猜想——平行宇宙。隻是對于它的存在性,科學家隻能從理論層面作出探讨。不過該理論存在一個很大的問題,宇宙真的會為了一隻貓的死活而做出如此大的改變嗎?

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